Explosionsgeschützte Motoren werden als Hauptantriebsgeräte üblicherweise zum Antrieb von Pumpen, Ventilatoren, Kompressoren und anderen Getriebemaschinen eingesetzt.Explosionsgeschützter MotorDer explosionsgeschützte Motor ist aufgrund seiner offenen Gehäusekonstruktion der einfachste Typ. Die im Kohlebergwerk vorkommenden brennbaren Gase können bei Kontakt mit dem Gehäuse durch Funken, Lichtbögen, gefährlich hohe Temperaturen oder andere Zündquellen eine Explosion auslösen. Eine sinnvolle Konstruktion gewährleistet, dass das explosionsgeschützte Gehäuse des Motors nicht nur nicht beschädigt oder verformt wird und dass keine Flammen oder heißen Gase durch die Spalten zwischen den Verbindungen austreten können, sondern auch, dass sich keine umgebenden explosionsfähigen Gasgemische entzünden. Dieser Artikel kombiniert nationale Normen und grundlegende Anforderungen an die mechanische Konstruktion und behandelt die Konstruktionsabmessungen, den Druck und die Kühlung solcher Motoren als drei wichtige Aspekte.
I. Überlegungen zur explosionsgeschützten Größenkonstruktion
(1) Plane Fügefläche. Plane Fügeflächen finden sich üblicherweise an Anschlusskastendeckeln und Anschlusskästen, Klemmenleisten und Auslassöffnungen oder bei Frequenzumrichtern an der Verbindung von Frequenzumrichter- und Motorgehäuse. Die ebene Fügefläche von großen und mittelgroßen explosionsgeschützten Motorgehäusen wird in der Regel durch Fräsen, Bohren und seltener durch Schleifen hergestellt. Die geplante Rauheit beträgt Ra 3,2 μm, die geplante Ebenheitstoleranz maximal 0,2 mm. Die Anforderungen an die Konstruktionsgenauigkeit sind oft höher als die Standardanforderungen; die Bearbeitungsgenauigkeit liegt geringfügig unter dem nationalen Standard, erfüllt aber dennoch diesen.
(2) Zylindrische Fügefläche. Zylindrische Kupfer-Fügeflächen in explosionsgeschützten Motoren können zur Montage von Kabelverbindern, Klemmen usw. verwendet werden. Enthält die zylindrische Fügefläche eine Dichtungsnut, darf deren Breite nicht berechnet werden; die Breite des Nutabschnitts darf nicht hinzugerechnet werden. Die wirtschaftlichste und zuverlässigste Methode zur Herstellung der zylindrischen Fügefläche ist das Drehen. Die Genauigkeit wird üblicherweise für Bohrungen auf Stufe 8 oder 7 gewählt, die Wellenbearbeitung auf eine entsprechende, verbesserte Genauigkeit. Die übliche Rauheit beträgt Ra 3,2 μm. Hinweis: Der explosionsgeschützte Spalt der zylindrischen Fügefläche bezieht sich auf die Differenz zwischen Bohrungs- und Wellendurchmesser.
(3) Anschlagfuge. Bei der Konstruktion explosionsgeschützter Motorstrukturen werden Endkappen, Lagerendkappen usw. üblicherweise mit einer Anschlagfuge gefertigt. Die Anschlagfuge vereint die Eigenschaften einer ebenen und einer zylindrischen Fuge. Zu beachten ist: Ist der Spalt im Bereich der Anschlagfuge zu groß oder zu klein oder weist die zugehörige Eckfase mehr als 1 mm auf (d. h. eine Trennwand mit Fase), so werden nur die Breite L der ebenen Fuge und der Abstand l berechnet. Ist der Abstand l der ebenen Fuge hingegen zu klein oder besteht zwischen der ebenen Fuge und der zylindrischen Fuge eine Trennwand (z. B. eine Fase oder eine Dichtungsnut), so wird nur die Breite der zylindrischen Fuge berechnet.
(4) Wellengelenkfläche: Wellengelenke sind ein charakteristisches Merkmal von Rotationsmotoren. Neben der Anwendung an Motorwelle und Endkappen werden sie auch bei explosionsgeschützten elektrischen Geräten zur Montage von Befestigungsknöpfen eingesetzt. Wellengelenke sind spezielle Zylindergelenke. Der Unterschied besteht darin, dass die explosionsgeschützte Oberfläche der rotierenden Motorwelle so konstruiert sein muss, dass sie im Normalbetrieb verschleißfrei ist.
2.explosionsgeschützter MotorAuslegungsüberlegungen zum Druck
Der größte Unterschied zwischen explosionsgeschützten und herkömmlichen Motoren liegt im Gehäuse. Dieses muss dem inneren Explosionsdruck standhalten. Eine Explosion darf weder die Explosionssicherheit beeinträchtigen noch zu dauerhaften Verformungen oder Schäden an Bauteilen führen. Auch eine dauerhafte Vergrößerung der Spalten ist unzulässig. Üblicherweise wird die statische Druckprüfung angewendet: Das mit Wasser gefüllte Gehäuse wird mit 1 MPa beaufschlagt und mindestens 10 Sekunden lang unter Druck gesetzt. Treten keine Leckagen an der Gehäusewand oder bleibende Verformungen auf, gilt der Motor als bestanden.
Explosionsgeschützte Motordruckkomponenten bestehen hauptsächlich aus dem explosionsgeschützten Gehäuse, den Gehäuseendkappen, Flanschen usw. Die Konstruktion sollte daher deren Festigkeit und Abstimmung berücksichtigen. Je nach Gehäuseform (zylindrisch, quadratisch usw.) variiert die Berechnungsmethode. Hauptsächlich werden theoretische Berechnungen und Finite-Elemente-Analysen (FEA) eingesetzt. Theoretische Berechnungen sind jedoch schwierig, lokale Spannungen präzise zu ermitteln. FEA hingegen liefert schnellere und anschaulichere Informationen über die Spannungsverteilung im gesamten Bauteil und ermöglicht so eine optimierte Konstruktion. Dadurch lassen sich Explosionen aufgrund lokaler Spannungskonzentrationen und Gehäuseversagen vermeiden.
Veröffentlichungsdatum: 16. Juli 2024